DE19947516A1 - Dosiervorrichtung für Schüttgüter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung, die einen Vorratsbehälter (8), einen Dosierbehälter (30) und eine Austragsvorrichtung (12) enthält, wobei sowohl im Vorratsbehälter (8) als auch im Dosierbehälter (30) ein separates vertikales Rührwerksteil (19, 22) vorgesehen ist. Das im Vorratsbehälter befindliche Vertikalrührwerksteil (22) ist mit einem Antrieb (1) versehen, der gleichzeitig auch zum Antrieb des Rührwerksteils (19) des Dosierbehälters (20) dient. Der Dosierbehälter (30) ist horizontal seitlich abnehmbar, wobei die beiden Rührwerksteile (19, 22) über Kupplungselemente (16, 26) verfügen, mit denen sie kraftschlüssig und abnehmbar miteinander gekoppelt sind. Dazu ist ein Kupplungsarm (26) vorgesehen, der Mitnahmezapfen (16) enthält, die in den Drehbereich des angetriebenen Rührwerksteils (22) eingreifen, so daß beide Rührwerksteile (19, 22) antriebsmäßig miteinander gekoppelt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für Schüttgüter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dosiervorrichtungen werden in industriellen oder gewerblichen Anwendungsprozessen eingesetzt, in denen vorgegebene Mengen von Schüttgütern pro Zeiteinheit ausgetragen, zugegeben, oder abgewogen werden sollen. Dabei werden die Schüttgüter aus ei­ nem Vorratsbehälter mit Hilfe von Austrags- oder Fördervor­ richtungen aus diesem abgezogen und den vorgesehenen Prozessen zugeführt.

Die Fördervorrichtungen befinden sich in der Regel unterhalb des Vorratsbehälters, so daß die Schüttgüter meist durch die Gravitationswirkung in die Fördervorrichtung gelangen. Dabei können sich insbesondere bei schwerfließenden, anhaftenden und brückenbildenden Schüttgütern Probleme beim kontinuierlichen Einlauf vom Vorratsbehälter in die Fördervorrichtung ergeben. Deshalb ist es häufig notwendig, daß die Dosiervorrichtungen mit Rührwerken in den Vorratsbehältern ausgerüstet sind. Da im Servicefall oder beim Schüttgutwechsel die Dosiervorrichtungen gereinigt werden sollten oder Änderungen in dem Zuführorgan notwendig sind, muß der Austragsbereich des Dosierbehälters ohne großen Montageaufwand zugänglich sein.

Aus der EP 0 486 424 ist eine Dosiervorrichtung zum Abgeben von Schüttgütern bekannt, die aus verschiedenen Baueinheiten aufgebaut ist. Dabei bilden der Schüttgutbehälter mit Horizon­ talrührwerk und Ausgabevorrichtung eine Baueinheit, die von den Antrieben und dem Wägeteil als weitere Baueinheit ohne großen Montageaufwand lösbar ist und dann schnell und ohne lange Unterbrechungszeit gereinigt werden kann. Da hierbei im­ mer nur der gesamte Schüttgutbehälter mit dem gesamten Rühr­ werk und der Austragsvorrichtung zum Reinigen abgenommen wer­ den muß, ist dies nur bei kleineren Dosiervorrichtungen mög­ lich, die aus statischen Gründen nicht in einem ortsfesten Rahmengestell eingebaut sein müssen.

Aus der DE 195 01 179 ist eine Dosiervorrichtung für Schüttgü­ ter bekannt, bei der oberhalb einer Ausgabevorrichtung ein se­ parater Zwischenbehälter angeordnet ist, der ein Vertikalrühr­ werk enthält und durch eine vertikale Steckverbindung von seinem Antrieb und der Ausgabevorrichtung lösbar ist. Aller­ dings besteht keine Verbindung zwischen dem Rührwerk und einem oberhalb aufsetzbaren Vorratsbehälter, so daß es im Vorratsbe­ hälter zum Anhaften des Schüttguts kommen kann oder dort ein separates Rührwerk angeordnet werden müßte.

Aus dem Firmenprospekt "Multifeed 2001", F9106, Ausgabe Juni 1991, der Firma Carl Schereck AG in Darmstadt ist eine Dosier­ vorrichtung für Schüttgüter bekannt, die einen Teil einer Dif­ ferenzialdosierwaage darstellt. Diese Differentialdosierwaage ist modulartig aufgebaut und zur besseren Zugänglichkeit im Service- oder Reinigungsfall mit seitlich verschwenkbaren Bau­ einheiten unter einem fest eingebauten Vorratsbehälter ausge­ stattet. So ist eine Ausführungsvariante für schlecht fliesen­ de Schüttgüter vorgesehen, bei der ein Vertikalrührwerk in dem fest eingebauten Vorratsbehälter angeordnet ist, das sich auch bis auf den Grund eines Zwischenbehälters erstreckt, der ab­ nehmbar unter dem Vorratsbehälter befestigt ist. Zu Service- und Reinigungsarbeiten ist dann zunächst eine unter dem Zwi­ schenbehälter angeordnete Austragsvorrichtung zu lösen, die dann seitlich unter dem Zwischenbehälter verschwenkbar ist. Erst dann ist der Zwischenbehälter mittels einer Spannschelle abnehmbar. Allerdings kann der Zwischenbehälter wegen des ver­ tikalen Rührwerksteils in seinem Inneren nur nach unten abge­ nommen werden, wobei ein vertikaler Ausbauraum vorgesehen sein muß, der etwa der Höhe des Zwischenbehälters entspricht. Diese Ausführungsvariante ist im Service- oder Reinigungsfall ver­ hältnismäßig arbeitsintensiv abnehmbar und erfordert nicht un­ erheblichen vertikalen Bauraum.

Bei einer zweiten Ausführungsvariante der Differentialdosier­ waage ist statt des Vertikalrührwerks im Vorrats- und Zwi­ schenbehälter nur ein Horizontalrührwerk im Zwischenbehälter vorgesehen, das einen eigenen Antrieb besitzt. Hierbei kann es aber bei schwer fließenden Schüttgütern zu Aashaftungen oder Brückenbildung im Vorratsbehälter kommen, wodurch eine gleich­ mäßige Dosierung beeinträchtigt wird. Insbesondere gelingt es mit derartigen Horizontalrührwerken bei der Dosierung von schwer anhaftenden Pulvern häufig nicht, diese an den Rand- und Bodenbereichen überall zu lösen, da die Rührwerksteile diese Bereiche nicht erreichen können. Die in diesen Bereichen zurückbleibenden Schüttgüter können bei längeren Dosierzeiten leicht überaltem (Lebensmittel), verhärten oder auf andere Art den Dosierprozeß beeinträchtigen, so daß zwischenzeitlich Service- oder Reinigungsarbeiten notwendig sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine leicht zugängliche Dosiervorrichtung zu schaffen, die einen gleichmä­ ßigen Durchfluß aller Schüttgüter durch die Schüttgutbehälter gewährleistet und dies mit einfachsten konstruktiven Mitteln.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch den Einsatz eines Vertikalrührwerks auch die Randbereiche und der Bodenbereich des rotationssymmetrischen Schüttgutbehälters bis zur Aus­ tragsöffnung durch die Rührwerksflügel erreichbar sind, so daß sich keine Schüttgutreste festsetzen oder verderben können. Gleichzeitig ist ein homogener Schüttgutdurchfluß erreichbar, da durch die gleichmäßige Rotationsbewegung des Rührwerkflü­ gels quer zur Schwerkraftrichtung alle Behälterbereiche in der gleichen Kraftrichtung erfasst und damit in der Fließgeschwin­ digkeit gleichmäßig beeinflusst werden.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß durch die Rühr­ werkskupplung beim Reinigen oder im Servicefall die fest ein­ gebauten Rührwerks- und Behälterbereiche nicht mit Hilfe von Werkzeugen demontiert werden müssen, so daß größere Still­ standszeiten des Dosierers vermeidbar sind. Gleichzeitig ist durch die Rührwerkskupplung die Austragsvorrichtung mit einem Teil des Schüttgutbehälters horizontal seitlich abnehmbar, so daß bei in Schwerkraftrichtung eingebauten Dosiervorrichtungen vorteilhafterweise kein zusätzlicher vertikaler Montageraum notwendig ist. Darüber hinaus ermöglicht die Rührwerkskupplung durch die kraftschlüssige Kopplung beider Rührwerksteile, die­ se mit nur einem Rührwerksantrieb zu betreiben, so daß vor­ teilhafterweise auf einen separaten Rührwerksantrieb des ab­ nehmbaren Rührwerks- und Behälterteils verzichtet werden kann.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Aus­ tragsvorrichtung horizontal in einem ortsfest eingebauten Ab­ wurfkopf einschiebbar, hierdurch können auf vorteilhafte Weise die service- und reinigungsanfälligen Bauteile auf einfache Weise von der prozessabgewandten Seite der Dosiervorrichtung ohne großen Montageaufwand gelöst werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Dosiervorrichtung für Schüttgüter, und

Fig. 2 ein Schnittbild durch einen mehrteiligen Schütt­ gutbehälter.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Dosiervorrichtung mit einem zweiteiligen Schüttgutbehälter 2, einem Vertikalrührwerk mit einem Antrieb 1 und einer Austragsvorrichtung 12 dargestellt, wobei der untere Behälterteil mit dem darin angeordneten Ver­ tikalrührwerksteil seitlich horizontal abnehmbar ist. Dabei sind die beiden Rührwerksteile kraftschlüssig gekoppelt und das Untere gegenüber dem Oberen abnehmbar.

Der obere Teil des Schüttgutbehälters ist als Vorratsbehälter 8 ausgebildet, der insbesondere bei Differentialdosierwaagen einen vorgegebenen Vorrat zwischen den Nachfüllphasen enthal­ ten muß. Der Vorratsbehälter 8 ist in einem Rahmengestell 9 der Dosiervorrichtung ortsfest eingebaut und meist nur mit Hilfe von Schraubverbindungen aus diesem ausbaubar.

Unter dem Vorratsbehälter 8 ist als unterer Behälterteil ein Dosierbehälter angebracht, der mit dem Vorratsbehälter 8 über eine Spannschelle abnehmbar verbunden ist. Zur Dosierung von schwer fließenden oder zur Brückenbildung neigenden Schüttgü­ tern ist in dem Vorrats- 8 und im Dosierbehälter ein zweitei­ liges Vertikalrührwerk vorgesehen, das um eine vertikale Rota­ tionsachse 7 im Inneren der beiden Behälter rotiert. Dieses Vertikalrührwerk wird durch einen Elektromotor 1 angetrieben, der oberhalb des Vorratsbehälters 8 auf diesem durch eine Schraubverbindung befestigt ist. Zur Drehzahlreduzierung ist neben dem Elektromotor 1 ein Winkelgetriebe 5 angeordnet, durch das das Rührwerk mit verhältnismäßig kleiner Drehzahl von ca. 10 Umdrehungen pro Minute [U/min] angetrieben wird. Das Vertikalrührwerk ist im Vorratsbehälter 8 nur durch eine Demontage des Elektromotors 1 und des Winkelgetriebes 5 sowie einer Abdeckung 6 des Vorratsbehälters 8 nach oben aus diesem Vorratsbehälter 8 ausbaubar.

Der Dosierbehälter unterhalb des Vorratsbehälters 8 ist wie dieser konisch ausgebildet und an seinem Boden durch ein hori­ zontales Abdeckblech verschlossen. Im Bodenblech ist eine schlitzförmige Auslassöffnung vorgesehen, unter der die Aus­ tragsvorrichtung 12 angeordnet ist. Diese Austragsvorrichtung ist als Schneckenförderer 12 ausgebildet, die horizontal am Boden des Dosierbehälters befestigt ist. Der Schneckenförderer 12 besteht aus einer oder mehreren Dosierschnecken, die von einer oder zwei rohrförmigen Wandungen umgeben sind und durch einen separaten Elektromotor 4 angetrieben werden. Die Aus­ tragsöffnung des Schneckenförderers 12 mündet in einem Abwurf­ kopf 11 seitlich neben dem Dosierbehälter. Der Abwurfkopf 11 ist als T-förmiges Rohrstück ausgebildet und über eine Befe­ stigungsstrebe 10 am Rahmengestell 9 der Dosiervorrichtung an­ gebracht. Dabei ist in die horizontale Öffnung des Abwurfkop­ fes 11 das Austragsrohr des Schneckenförderers 12 eingeschoben und mittels einer elastischen Dichtung luft- und staubdicht abgedichtet.

Der Antriebsmotor 4 des Schneckenförderers 12 ist über einen vertikalen Schwenkarm 3 fest mit dem Rahmengestell 9 der Do­ siervorrichtung verbunden. Dabei kann der Antriebsmotor 4 über eine spezielle Kupplung durch ein Verschwenken von der Dosier­ schnecke abgekoppelt werden. Bei Reinigungs- oder Servicear­ beiten ist dann der Dosierbehälter seitlich unter dem Vorrats­ behälter 8 entfernbar. Dazu ist nur der Spannverschluß der Spannschelle zu lösen und der Dosierbehälter mit der Dosier­ schnecke kann seitlich aus dem Abwurfkopf 11 herausgezogen werden. Da der Abwurfkopf 11 in der Regel mit einem nicht dar­ gestellten Rohrsystem verbunden ist, durch das die prozessfüh­ renden Schüttgüter transportiert werden, sind die Reinigungs- und Servicearbeiten vorteilhaft von der dem Prozeß abgewandten Seite vornehmbar, ohne daß die Prozesszuführungsverbindungen aufwendig zu demontieren sind.

In Fig. 2 der Zeichnung ist der Vorratsbehälter 8 und der Do­ sierbehälter 30 mit den beiden Teilen des Vertikalrührwerks 19, 22 im Schnitt dargestellt. Der oberhalb des Dosierbehäl­ ters 30 angeordnete, sich konisch nach unten verjüngende Vor­ ratsbehälter 8 enthält ein mechanisch separates Rührwerksteil 22, das über eine vertikale Mittelachse 23 angetrieben wird. Die vertikale Mittelachse 23 ist senkrecht angeordnet, kann aber bei geneigten Förderern oder anderen Ausbildungen auch geneigt ausgerichtet sein. Das Rührwerksteil 22 des Vorratsbe­ hälters 8 besteht im wesentlichen aus zwei Rührwerksflügeln, die fest mit der vertikalen Mittelachse 23 verbunden sind. Die Flügel werden aus zwei Horizontalarmen 13, 24 gebildet, die mit zwei parallel und dicht zur Behälterinnenfläche angeordne­ ten Querstreben 14 verbunden sind. Dabei ist ein Horizontalarm 13 im Bereich der oberen Behälterabdeckung 6 und ein weiterer Horizontalarm 24 dicht am unteren Ende des Vorratsbehälters 8 angeordnet.

Die vertikale Mittelachse 23 erstreckt sich durch den Vorrats­ behälter 8 vom Winkelgetriebe 5 bis zum unteren Ende des Vor­ ratsbehälters 8. Dabei ist die Mittelachse 23 oben am Winkel­ getriebe 5 gelagert. Der Zwischenring 26 besteht aus einem zentralen Teil mit einer Bohrung und einem Außenring von der Größe des Behälterdurchmessers und dazwischen angeordneten Verbindungsstegen. Der Zwischenring 26 ist zwischen den beiden Behältern 8, 30 angeordnet und wird durch eine Spannschelle 17 in seiner Lage fixiert. Der Zwischenring 26 dient zur Zentrie­ rung und Lagerung der beiden gekoppelten Rührwerksteile 19, 22.

Der unterhalb des Vorratsbehälters 8 angeordnete Dosierbehäl­ ter 30 ist ebenfalls konisch und nach unten verjüngend ausge­ bildet, wobei der obere Durchmesser des Dosierbehälters 30 dem unteren Durchmesser des Vorratsbehälters 8 entspricht. Der Do­ sierbehälter 30 ist oben offen und unten durch ein Bodenblech 29 geschlossen, wobei allerdings im Bodenblech 29 eine Auslaß­ öffnung vorgesehen ist. Durch die Auslassöffnung gelangt das durchfließende Schüttgut in dem unter dem Dosierbehälter 30 angeordneten Schneckenförderer 12, der das Schüttgut durch ei­ ne geregelte Drehzahl in den Abwurfkopf 11 dosiert austrägt.

Im Vorratsbehälter 30 ist ebenfalls ein separates Vertikal­ rührwerksteil 19 vorgesehen, das die Fortsetzung des Rühr­ werksteils 22 im Vorratsbehälter 8 darstellt und vergleichbar ausgebildet ist. Dabei besteht der untere Rührwerksteil 19 ebenfalls aus einer zweiten zentralen Mittelachse 28, die in der Verlängerung der Mittelachse 23 des Vorratsbehälters 8 an­ geordnet ist. An dieser zweiten Mittelachse 28 ist jeweils ein weiterer Horizontalarm 18 oben und ein Horizontalarm 20 im Be­ reich des Bodenblechs 29 vorgesehen. Diese beiden Hori­ zontalarme 18, 20 sind ebenfalls durch zwei Querstreben 27 im Bereich der Behälterwände miteinander verbunden. Die zweite Mittelachse 28 ist unten auf einem Lagerelement, das mit dem Bodenblech verbunden ist, und oben im Zwischenring 26 gela­ gert.

Oberhalb des Zwischenrings 26 ist ein Kupplungsarm 25 angeord­ net, der kraftschlüssig mit der zweiten Mittelachse 28 des un­ teren Rührwerksteils 19 verbunden ist. Dazu ist auf der Mit­ telachse 28 oberhalb des Zwischenrings 26 eine Vierkantpassung vorgesehen, auf die der Kupplungsarn 2.5 mit einer entsprechen­ den Öffnung aufsteckbar ist. Der Kupplungsarm 25 erstreckt sich über eine Länge, die nicht größer ist als die Hori­ zontalarme 24, 18 der Rührwerke 19, 22 an der Verbindungsstel­ le der beiden Behälter. 8, 30, aber möglichst größer als der halbe Durchmesser des Dosierbehälters 30 in dieser Ebene. Der Kupplungsarm 25 ist an seinen beiden Enden vertikal nach oben abgewinkelt, wodurch zwei Mitnehmerzapfen 16 gebildet werden, die im Einbauzustand in den Drehbereich des Horizontalarms 24 des oberen Drehflügels eingreifen.

Während der Rotation des oberen Drehflügelteils schlagen die Horizontalarme 24 an diese Mitnehmerzapfen 16 und nehmen da­ durch den unteren Rührwerksflügelteil 19 mit und bilden somit eine kraftschlüssige Kopplung zwischen den beiden Rühr­ werksteilen. Durch eine derartige Kopplung können die Mitnah­ mezapfen 16, die im Schüttgutstrom rotieren, sich nicht zuset­ zen und sind beim Einsetzen des Dosierbehälters 30 unter dem Vorratsbehälter 8 nicht speziell auszurichten und damit ist die Dosiervorrichtung auch leicht wieder zusammenfügbar, ohne daß dafür spezielle Passungen in ihrer Drehrichtung ausricht­ bar wären. Gleichzeitig bewirkt der Kupplungsarm 25 eine zu­ sätzlich Rührwirkung, so daß der homogene Durchfluß des Schüttguts verbessert wird. Der Kupplungsarm 25 könnte aber auch am oberen Drehflügel angebracht sein und mit seinem Mit­ nahmezapfen in den Drehbereich des unteren Rührwerksteils 19 eingreifen.

Claims (10)

1. Dosiervorrichtung für Schüttgüter mit einem mehrteiligen, Schüttgutbehälter (2) und mit einem mit einem Antrieb (1) versehenen Vertikalrührwerk, wobei ein Zwischenteil (30) des Schüttgutbehälters (2) abnehmbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Vertikalrührwerk mehrteilig ausgebildet ist, wobei mindestens der im Zwischenteil (30) befindli­ che Teil des Rührwerks (19) kraftschlüssig mit dem ange­ triebenen Teil des Rührwerks (22)gekoppelt und mit dem Zwischenteil (30) seitlich abnehmbar ist.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweiteilige Schüttgutbehälter (2) aus einem oberen Vorratsbehälter (8) und aus einem unteren Dosier­ behälter (3) als Zwischenteil besteht, in denen jeweils ein separates Vertikalrührwerksteil (19, 22) vorgesehen ist und wobei die beiden Behälter (8, 30) mittels eines Spannverschlusses (17) seitlich abnehmbar miteinander verbunden sind.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vertikal zwischen den beiden Rührwerkstei­ len (19, 22) abnehmbare Kupplungselemente (16, 25) vorge­ sehen sind, durch die die Antriebskraft von einem Rühr­ werksteil (22) auf das andere Rührwerksteil (19) über­ tragbar ist.

4. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rühr­ werksteilen (19, 22) als Kupplungselemente ein Kupplungs­ arm (25) mit mindestens einem Mitnahmezapfen (16) vorge­ sehen ist, wobei der Mitnahmezapfen (16) in dem Drehbe­ reich des gegenüberliegenden Rührwerksteils eingreift, wodurch beide Rührwerksteile (19, 22) antriebsmäßig ge­ koppelt sind.

5. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerksteil (22) des Vorratsbehälters (9) zwei Rührwerksflügel enthält, in dessen Drehbereich die Mitnahmezapfen (16) des mit dem unteren Rührwerksteil (19) verbundenen Kupplungsarms (25) eingreifen und während der Rotation mitgenommen werden.

6. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rührwerksteile (19, 22) über jeweils eine zentrale Mittelachse (23, 28) verfügen, die miteinander fluchten und an deren Über­ gangsstelle mindestens eine der beiden Mittelachsen (23, 28) in einem Zwischenring (26) zentrisch gelagert ist.

7. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (26) aus einem zentralen Lagerelement besteht, das über minde­ stens einem Steg mit einem Außenring verbunden ist.

8. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich des Dosierbehälters (30) eine Austragsvorrichtung (12) vorge­ sehen ist, die die Schüttgüter zu einem ortsfest angeord­ neten Abwurfkopf (11) an der dem Prozeß zugewandten Seite fördert.

9. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsvorrichtung (12) als Schneckenförderer ausgebildet ist, dessen Förderorgane horizontal seitlich im Abwurfkopf (11) angeordnet sind.

10. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorratsbehälter (8), der Dosierbehälter (30) und die Austragsvorrichtung (12) auf Wägezellen gegenüber einem ortsfesten Gehäuse oder Rahmenteil (9) abstützen, wobei die Steuerung der Dosie­ rung der Schüttgüter mittels der Wägezellen gravimetrisch erfolgt.